西北内陆河流域水资源韧性配置与生态复苏的思考及建议

西北内陆河流域水资源极度短缺,长期的过度开发与不均衡利用,导致水资源供需矛盾突出、生态系统退化、经济社会发展受阻。围绕西北内陆河流域重要战略地位和河湖复苏实践现状,分析了西北内陆河流域高质量发展面临的水资源问题与挑战。研究提出了遵循“四水四定”和“以水定绿”原则,识别经济社会与生态环境用水特性与弹性空间,科学确定用水优先级和调控策略,构建水资源韧性配置模式,实现经济社会发展和河湖生态复苏的统一;基于上中下游空间关联,量化生态服务供需关系,优化人工绿洲和天然绿洲规模,确定适宜的生态格局,实现生态水量优化配置与高效利用;建立“天空地水工”全要素监测体系,构筑水资源管理数字孪生平台,发展水利新质生产力,增强内陆河流域水资源系统的适应性和应对外部压力的能力。

基于机器学习的黄河上游梯级水库群多目标优化调度规则提取

为最大化发挥多功能水库综合效益,构建了黄河上游梯级水库群发电、供水、防洪、防凌、生态多目标优化调度模型,采用多元线性回归模型、随机森林模型和LightGBM模型提取了梯级库群多目标调度规则,并通过改进泰勒图和典型调度方案对提取效果进行了评价。结果表明:随机森林模型和LightGBM模型对调度规则提取的效果整体优于传统的多元线性回归模型,LightGBM模型训练结果更有实际指导意义,在发电、供水及均衡调度需求下均能有效指导水库贴近优化下泄过程。

基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究

针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。

珊溪水利枢纽大型底栖无脊椎动物群落结构及与环境因子的关系

该文为探究珊溪水利枢纽库区大型底栖无脊椎动物群落结构及其对环境因子的响应关系,于2022年1月(枯水期)和7月(丰水期)进行了水质监测和底栖动物采样调查,选取18个采样点,覆盖珊溪水库和赵山渡水库库区整体。作者在珊溪水利枢纽库区共采集到底栖动物26种,隶属3门6纲7目8科,优势种群主要为苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和前突摇蚊属(Procladius sp.)。库区内底栖动物的现存量和多样性在丰枯水期之间无明显差异,而PCoA和Adonis配对检验分析表明其群落结构在区域间差异显著。SIMPER分析结果显示,枯水期导致区域间群落结构差异显著的主要贡献物种为颤蚓科、摇蚊科和田螺科共4种,丰水期为颤蚓科和摇蚊科共5种。冗余分析(RDA)结果表明,枯水期影响库区大型底栖无脊椎动物群落结构的环境因子为水深(H)、总氮(TN)和正磷酸盐(PO_(4)^(3-)),丰水期为透明度(SD)和氨氮(NH4+-N)。研究表明,珊溪水库为典型的深水型水库,受水深和水库调度的影响,优势种群以颤蚓科和摇蚊科为主;赵山渡水库受支流污染物汇入的影响,营养状态相对较高,物种多样性较好。库区大型底栖无脊椎动物群落结构空间差异显著,受环境因素影响较大。该研究丰富了中国东南地区典型河谷型水库和库区大型无脊椎动物的研究,为水库生态保护和温州美丽河湖建设提供科学依据。

三峡工程对鄱阳湖水资源生态效应的影响

在三峡工程现有调度规则的前提下,建立了反映水文情势变化的人工神经网络模型、鄱阳湖区间分布式水文模型、湖区二维水量水质模拟模型,并利用这些模型对三峡工程运行后对鄱阳湖防洪、水资源与水质生态等方面的效应进行了定量分析.分析结果表明:在防洪影响方面,三峡水库预泄期鄱阳湖水位抬升,低水增幅大于高水增幅,而三峡水库蓄水期鄱阳湖水位降低,低水降幅大于高水降幅,总体上对鄱阳湖防洪影响有限;在水质影响方面,鄱阳湖区水质浓度与五河来水的流量及其污染物浓度关系密切,受长江流量影响的关系并不大;在供水影响方面,三峡工程运行将对鄱阳湖枯水期供水形势产生较大影响;在生态影响方面,三峡工程运行后对鄱阳湖植被面积变化有一定的影响,影响大小与月份的不同有关,并将导致鄱阳湖不同区域湖滩草洲显露日期提前和显露时间有所增加,这将对鄱阳湖珍稀候鸟栖息地环境造成不利影响.

水足迹视角下的湖南省水资源利用评价

水资源评价是水资源开发利用中的核心问题之一。为评估湖南省水资源开发利用情况,本文从水足迹理论出发,根据湖南省水资源统计数据及经济社会发展统计数据计算水足迹评价指标,再选用Tapio脱钩模型衡量湖南省水足迹发展和经济社会发展的匹配情况。结果表明:①湖南省水足迹主要以农业用水和工业用水为主,其中农产品所含的虚拟水占各年水足迹的80%以上。②湖南省水足迹对外依赖性较低,属于水资源净出口地区,水资源利用效率在近年来有较大幅度的增长;该省在正常来水年份能保证生产生活用水,但在极端干旱条件下存在不能保证用水的可能性。③湖南省水资源和经济社会发展近年来已处于强脱钩状态。本研究丰富了水足迹理论在结构性缺水省份的运用经验,可为湖南省水资源高效利用、经济社会可持续发展提供科学参考。

石羊河上游径流量与气象要素关联性分析

气象因子是驱动径流演变的重要因素,运用交叉小波方法分析了石羊河上游4条典型支流的径流量与气象要素之间的共振周期规律,揭示了不同时域、频域上相关性的程度变化和异常情况,对现有相关性研究进行了补充。结果表明:西大河水库站与大靖峡水库站径流量总体呈上升趋势,而南营水库站与古浪站呈下降趋势,径流量与降水量的周期规律及相关性最显著,其次是最高气温,最低气温最差,共振周期范围为2~8 a。通过与现有成果的对比分析,表明该方法对探究气象因子突变性、水文气象要素相关性及其时频变化有重要的指导意义,石羊河流域在针对性补水时应优先考虑从降水环节出发,实施人工增雨作业。

深圳市水利发展规划中智慧水利指标体系研究

针对传统水利发展规划中信息化指标存在的重视程度不高、代表性不足、引领性不强等问题,以深圳市水务数字化转型为目标导向,分析了水务数字化转型的内涵及实施路径。结合深圳市智慧水务现状与不足,从软硬件设施建设、关键能力打造、建设成效等方面出发构建了包含1个一级指标、3个二级指标、8个三级指标的深圳市水务发展“十四五”规划智慧水务指标体系,并详细说明了指标设置的业务需求、定义、计算方法和目标值。研究表明,该指标体系具备发展规划所需的引领性、代表性及考核性,对各地各级水利发展规划中智慧水利指标的设置具有一定的借鉴意义。

考虑模糊区间的水库群优化调度决策方法

为有效解决多目标决策中存在的不确定性问题,提出考虑主客观因素模糊区间的综合赋权方法。首先利用模糊层次分析法确定反映决策者主观偏好的主观权重,其次引入区间数的相离度概念提取客观决策信息,最后利用基于博弈论的综合赋权方法确定综合权重,并根据综合权重选出最佳调度方案。该方法在金沙江下游梯级水库群多目标优化调度中的应用结果表明:综合的赋权法在多目标调度方案优选中具有可行性,综合权重选出的调度方案能同时体现决策者偏好和各指标客观特征,所选方案在各指标上表现均衡,为流域水资源多目标综合调度决策提供了新的思路。

工程类别专业学位研究生培养基地建设探析

在分析工程类别专业学位研究生培养基地建设存在问题的基础上,介绍了河海大学研究生培养基地建设的实践举措,包括基地的选拔标准、建设模式、建设特色、保障措施、校企交流等,总结了基地建设在创建产学协同人才培养模式,规范工程类别专业学位研究生的实践平台,构建政府、企业与学校的长效合作机制等方面取得的成效。

西部地区水资源配置研究

水资源是西部地区社会经济发展和生态环境建设的基础，研究水资源配置，计算合理的需水量，是开展西部大开发的前提． 在讨论西部地区水资源存在问题的基础上，运用经济原则，研究了西部地区的生产需水量；运用用水定额原则，确定了西部地区的生活需水量；运用生态系统平衡原则，重点研究了西部地区生态环境需水量，主要包括：维护天然植被需水量、维持合理的生态地下水位需水量、维持水体一定量自净能力的基流（水）量、防止河流系统泥沙淤积的河道最小径流量以及维持河湖水生生物生存的最小需水量，并对各项需水量的计算提出了相应的方法．

基于组合决策的黄河流域水量调度方案评价方法

为定量评价黄河流域水量调度方案的优劣,选出水资源综合效益最大的方案,结合黄河流域实际特点,选择可供水量、利津入海水量、龙羊峡水库期末水位等10项指标为评价体系,在模糊优选法、灰色关联分析法、集对分析法等评价方法的基础上建立了组合决策模型,综合考虑各方案在不同评价方法下的优劣顺序,帮助决策者做出准确判断和选择。结果表明,组合决策方法克服了单一决策方法的不足,能够综合考虑各评价指标的重要性,较为科学合理地确定出最优方案。

水电站库群优化调度的分解方法

本文研究了水电站库群优化调度的一种新方法,空间分解方法.与现有的一些方法相比,有以下几点较为明显的优越性:(1)可大大降低问题的维数;(2)协调变量隐含着有实用价值的意义;(3)在解决复杂的大规模问题时还可节约计算机时.对红水河梯级的优化调度作了实际计算.

南水北调一期通水后海河流域平原区地下水修复研究

海河流域平原区地下水超采严重。南水北调工程通水后该区域水资源供给格局将发生较大变化,地下水超采情况有望得到缓解。以2020年为水平年,以水资源三级区为计算单元,分析南水北调通水后区域地下水开发利用与修复情况,以追求节约用水和修复地下水位为目标进行地下水调控。该研究对于发挥南水北调工程的巨大作用和促进海河流域平原区水资源的可持续利用具有指导意义。

漳卫新河生态健康诊断与修复对策

为更好地治理漳卫新河,在深入分析自然因子和人类活动对漳卫新河河流生态系统演化影响的基础上,根据水利部河湖健康评估工作大纲建立了漳卫新河生态健康指标体系,并运用基于可拓学的河流生态健康诊断模型对漳卫新河生态健康状况进行了诊断。诊断结果显示,2010年漳卫新河处于疾病状态。根据漳卫新河的具体情况,提出做好漳卫新河的治理工作应从生态流量调度、水污染联合治理、水生物修复等方面来开展。

南水北调中线工程通水后大清河淀西平原地下水位修复

大清河淀西平原为海河流域平原区的水资源三级区,同时也是南水北调中线一期工程受水区,随着经济的迅速发展,该区域需水量不断增加,水资源供需矛盾日益突出,而南水北调中线工程通水后其水资源供给格局将发生较大变化。采用多目标优化算法,以节约用水和恢复地下水位为目标构建了多目标优化模型,并以2020年为水平年,分析了南水北调中线工程通水后大清河淀西平原地下水开发利用与修复情况。结果表明,南水北调中线工程达效程度对大清河淀西平原缺水率有明显影响。

沿海围垦区水资源一体化管理决策支持系统

面对江苏沿海围垦地区严重的淡水资源危机,以及国家沿海开发战略下复杂的水资源管理问题,如何通过先进的信息技术辅助决策,更好地发挥水资源的综合效益,已成为战略开发决策者的迫切任务。应用现代化的技术手段,设计沿海围垦区水资源一体化管理决策支持系统的体系框架,并对框架设计目标、主要内容以及预期成果进行重点阐述,以期为沿海围垦区水资源的高效、可持续开发利用提供技术支撑。

流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用

传统多目标决策方法难以刻画流域水资源系统调度周期内多目标互馈关系及需求动态变化,可能导致关键时期特定目标保障不足。为弥补该缺陷,提出多目标时变偏好决策方法。以金沙江下游为例,分析发电与生态目标需求的时空变异性,构建并求解两目标随时程变化的Pareto前沿簇,量化各时期目标间竞争强度,基于灵敏比的非支配关系,定量识别各调度时期决策人的目标偏好,形成偏向度决策支持集,建立多目标时变决策模型。结果表明:考虑时变偏好的决策方法,其动态累积Pareto前沿可以支配传统静态Pareto前沿;相较于传统方法,研究区全年增发电量0.7亿kW·h,全年和关键生态期生态效益分别提升8.06%和2.83%,可以在保持发电效益的同时显著优化生态效益,并提高关键时期生态需求的保障程度。

对长江三角洲地区城市化进程水问题及对策思考

以太湖流域为主体的长江三角洲地区正以城市的经济增长与农村工业化为主要动力加速发展,与此同时,区域城市化进程中面临的水问题也日益突出。如,洪灾风险损失指数越来越大,供水水源严重不足,水质日趋恶化,超采地下水导致的地面沉降以及一系列相关问题日趋严重等。近年来,有关部门对这一地区在经济发展和城市化进程中出现的水问题进行了一系列专题研究,取得了一些成果。

水电站库群优化调度的多次动态线性规划方法

本文以红水河梯级为例,研究了水电站库群优化调度的多次动态线性规划方法.以动态规划贝尔曼原理逆推为基础,进行面临时段决策时,利用线性化策略,构成一个线性规划问题来求解,以达到加快计算速度,节约计算机时的目的.在处理“维数灾”困难时,利用了多次动态规划的概念,即先以较大的网距划分网格来寻优,进一步在初优线的某一邻域内以较小的网距划分网格来寻优,以达到既满足精度要求,又避免了“维数灾”困难的目的,从而使所探讨方法在计算机时及存贮容量方面均有较好的改善.